PCB学习笔记(一)
-
STM32主控板PCB的绘制
1.原理图绘制
(1)主体部分
通过查阅资料,BOOT0,BOOT1引脚接地,VBAT引脚接3.3V电源,并通过电容接地;调试端口采用SW写入的方式,并利用USART进行通讯,方便调试,电源接保险丝,起到保护作用
(2)复位电路
根据NRST低电平复位的原理,接入复位按钮,按下开关时,会拉低NRST的电平,使程序复位。
NRST引脚不应悬空,因此接3.3V电源,并加电阻保护,这样可以起到在程序运行的过程中,NRST引脚一直处于高电平,不会导致程序异常复位。
在单片机上电启动时,NRST端电平会迅速拉高,这一过程利用傅里叶级数的知识,可以将信号分析成一个极高频信号,此时,通过电容接地,就会将这一信号吸收,使NRST端拥有短暂的低电平,达到上电复位的目的
(3)时钟电路
OSC_IN,OSC_OUT引脚接8MHz晶振,晶振外壳接地,晶振要接电容,并且电容接地,以满足谐振条件(具体原理还不是太懂)
晶振距离引脚要足够近,且引脚的两根导线要尽可能一样长
(4)DC-DC
开关电源选用MP2451型号的芯片,Vin是外部电源输入,加电容接地起到滤波的作用。
EN为使能端,电压不高于12V的情况下,可以直接接电源,电压高于12V时,就要采用图示接法,利用电阻分压来降低EN处的电压值。
SW是输出端,本电路输出5V,接电感个人认为有滤波和缓冲的作用,连接的接地电容基本都为滤波电容(由于DC-DC变换的过程中会自然产生纹波,这与开关电源的电路拓扑有关)
电容电感距离引脚要足够近。
(5)线性稳压部分
线性稳压采用RT9013芯片,Vin端接入经过DC-DC处理的5V电压,由于DC-DC存在较为严重的纹波,因此没有选择直接通过DC-DC得到3.3V电源,而是先得到5V,再通过线性稳压处理得到3.3V电压,这样能较好地处理纹波的问题。
严重的纹波危害是很大的,纹波可能会引起电路的谐振,产生谐波和浪涌,轻则产生较大的噪声干扰,降低电源效率,严重则会烧毁电路或器件。
(6)滤波部分
3.3V电压输入时,用一个较大电容进行滤波,在stm32每一个电源端口都加一个电容滤波,而且这四个滤波电容要尽可能距离引脚近一些。
2.PCB绘制
(1)绘制原则:
1.走线时不要出现直角弯,在遇到高频信号时,直角弯会引起反射,产生噪音
2.走线要根据电流大小控制线的宽度,电流越大,线越宽
3.走线要尽量避免分叉,尽量一条线穿完,分叉可能会导致谐振干扰
4.过孔承载的电流有限,约为0.5A,不要通过大电流
5.正反面走线尽量垂直,减少干扰,尤其是通过高频信号的线
6.走线时尽量美观有序
7.接地引脚不用接线,直接利用铺铜即可
8.布线完成后,在电路板上多点一些过孔之后再铺铜,以减少电路板前后两层铜皮的电容效应(此点在射频电路比较明显)(2)绘制过程
1.布局,布线
2.打过孔
3.滴泪(滴泪可以使连接处和拐角处更加圆滑,减小电流阻力,提高电路效率)
4.铺铜
(3)三维视图